JP2019136637A - フィルタ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】耐用期間が長く、かつ強度が向上したフィルタ装置を提供する。【解決手段】フィルタ装置１は、空気の流れ方向Ｄｆの上流側に開口する前面開口部１３Ａと、下流側に開口する背面開口部１３Ｂとを有するフレーム２と、フレーム２内に設けられて、波状部が形成されたメッシュ状フィルタ４と、前面開口部１３Ａにおける流れ方向Ｄｆ及び第一方向に交差する第二方向Ｄ２一方側の領域のみを閉塞する前面閉塞板３０Ａと、背面開口部１３Ｂにおける第二方向Ｄ２他方側の領域のみを閉塞する背面閉塞板３０Ｂと、を備える。【選択図】図３

Description

本発明は、フィルタ装置に関する。

火山の噴火による降灰が想定される地域では、発電施設は、常用の発電機に加えて、非常用の発電機を備えている場合がある。非常用の発電機としては、例えばディーゼルエンジンを用いたものがある。ディーゼルエンジンは、外気を取り込む吸気部と、外気と燃料を圧縮して燃焼させるエンジン本体と、燃焼に伴って発生した排気を排出する排気部と、を備えている。降灰が生じる地域では、外気中に火山灰の粒子が含まれている場合がある。火山灰をエンジン本体に吸入しないように、吸気部にはフィルタ装置が設けられることが一般的である。

このようなフィルタ装置として、例えば下記特許文献１に記載されたものが知られている。特許文献１に記載されたフィルタ装置は、枠体の開口部に上下方向にわたって一定の間隔をあけて設けられた複数のガイドピンと、ガイドピンに対して緩みを伴って敷設された波状のメッシュ状フィルタ材と、を備えている。外気はメッシュ状フィルタ材に対して垂直に流れる。外気がメッシュ状フィルタ材を通過する際に火山灰が捕捉されるとされている。

特開２０１４−１１７６３３号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載されたフィルタ装置では、メッシュ状フィルタ材の全面に対して外気が垂直に流れ込む。このため、火山灰によるメッシュ状フィルタ材の目詰まりが早期に生じてしまう。即ち、メッシュ状フィルタ材の耐用期間が限定的となってしまう。

本発明は上記課題を解決するためになされたものであって、より長い耐用期間を有するフィルタ装置を提供することを目的とする。

本発明の第一の態様によれば、空気の流れ方向の上流側に開口する前面開口部と、前記流れ方向の下流側に開口する背面開口部とを有するフレームと、前記フレーム内に設けられて、前記流れ方向に交差する第一方向一方側から他方側に向かうにしたがって前記流れ方向の上流側と下流側とを往復するように延びる波状部が形成されたメッシュ状フィルタと、前記フレームの前記前面開口部における前記流れ方向及び前記第一方向に交差する第二方向の一方側の領域のみを閉塞する前面閉塞板と、前記フレームの前記背面開口部における前記第二方向他方側の領域のみを閉塞する背面閉塞板と、を備える。

この構成によれば、前面開口部における第二方向一方側の領域のみが前面閉塞板によって閉塞され、背面開口部における第二方向他方側の領域のみが背面閉塞板によって閉塞される。これにより、前面開口部における第二方向他方側の領域を通じて上流側から流れ込んだ空気は、メッシュ状フィルタ領域内で背面閉塞板により直進流れが阻害されることで向きを変え、第二方向他方側から一方側に向かって流れる。第二方向他方側から一方側に向かって流れた空気の一部の成分は、背面開口部における第二方向一方側の領域を通じて下流側に流れ去る。第二方向他方側から一方側に向かって流れた空気の残余の成分は、下流側から上流側に向かって流れた後、上流側の前面閉塞板に案内されて向きを変え、第二方向一方側から他方側に向かって流れる。即ち、前面閉塞板、及び背面閉塞板が設けられていることにより、メッシュ状フィルタの内部では、第一方向に延びる旋回軸を中心とする旋回流が形成される。旋回流は、メッシュ状フィルタの伸びる方向（第二方向）に対して平行に流れる。
第二方向に平行した流れが強い領域はフィルタを通過する流れが生じ難く、第二方向に平行した流れが弱い領域はフィルタを通過する流れが生じ易い。このため、第二方向に平行した流れが弱い領域からメッシュ状フィルタの目詰まりが始まり、徐々に第二方向に平行した流れが強い領域からもメッシュ状フィルタを通過する流れが生じて行き、最終的にフィルタ全面が目詰まりする。その結果、前面閉塞板及び背面閉塞板が無い状態の空気がメッシュ状フィルタに対して垂直に流れ込み、かつ全面が空気に曝されている場合に比べて、メッシュ状フィルタに目詰まりが生じる時期を遅らせることができる。

本発明の第二の態様によれば、前記前面閉塞板の前記第二方向他方側の端縁は、前記背面閉塞板の前記第二方向一方側の端縁と前記第二方向において同一の位置にあってもよい。

この構成によれば、前面閉塞板の第二方向他方側の端縁は、背面閉塞板の第二方向一方側の端縁と第二方向において同一の位置にある。即ち、前面開口部における第二方向一方側の領域（即ち、流れ方向に開口している領域）、及び背面開口部における第二方向他方側の領域（即ち、流れ方向に開口している領域）の面積を互いに均等にすることができる。その結果、前面閉塞板、及び背面閉塞板によって形成される旋回流を形成することと、メッシュ状フィルタによる圧力損失を低減することとを、バランス良く両立することができる。

本発明の第三の態様によれば、前記前面閉塞板の前記第二方向他方側の端縁は、前記背面閉塞板の前記第二方向一方側の端縁と前記第二方向において離間していてもよい。

この構成によれば、前面閉塞板の第二方向他方側の端縁は、背面閉塞板の第二方向一方側の端縁と第二方向において離間している。即ち、前面開口部における第二方向一方側の領域（即ち、流れ方向に開口している領域）、及び背面開口部における第二方向他方側の領域（即ち、流れ方向に開口している領域）の面積を大きく確保することができる。その結果、メッシュ状フィルタによる塵埃の捕捉性能を維持しつつ、当該メッシュ状フィルタによる使用開始時圧力損失の増加を抑制することができる。

本発明の第四の態様によれば、前記流れ方向における前記メッシュ状フィルタの寸法は、前記第二方向における前記背面閉塞板の寸法よりも小さくてもよい。

この構成によれば、第二方向における背面閉塞板の寸法を大きく確保することができる。即ち、上流側から流れ込んだ空気を、背面閉塞板によって効率的に案内することができる。その結果、メッシュ状フィルタの内部における旋回流の形成を促進することができる。

本発明の第五の態様によれば、前記第二方向において、前記前面閉塞板と前記背面閉塞板とが互いに重なっていてもよい。

この構成によれば、前面閉塞板と背面閉塞板とが互いに重なる分だけ、第二方向における前面閉塞板、及び背面閉塞板の寸法を大きく確保することができる。即ち、上流側から流れ込んだ空気を、前面閉塞板、及び背面閉塞板によってさらに効率的に案内することができる。その結果、メッシュ状フィルタの内部にさらに安定的な旋回流を形成することができる。

本発明の第六の態様によれば、前記流れ方向における前記メッシュ状フィルタの寸法は、前記第二方向における前記背面閉塞板の寸法よりも大きくてもよい。

この構成によれば、メッシュ状フィルタの寸法が、第二方向における背面閉塞板の寸法よりも大きいことから、前面開口部から背面閉塞板に到達するまでの間に、空気がメッシュ状フィルタに触れる面積を大きく確保することができる。その結果、空気に含まれる塵埃をメッシュ状フィルタ４によって効率的に捕捉することができる。

本発明の第七の態様によれば、前記流れ方向は水平方向であり、前記第二方向は鉛直方向であり、前記前面閉塞板は、前記前面開口部における鉛直方向の上側の領域のみを閉塞し、前記背面閉塞板は、前記背面開口部における鉛直方向の下側の領域のみを閉塞してもよい。

この構成によれば、前面閉塞板は前面開口部の上側の領域のみを閉塞し、背面閉塞板は背面開口部の下側の領域のみを閉塞する。その結果、空気に含まれる塵埃の大部分は、メッシュ状フィルタに捕捉された後、重力によって下方に落下して背面閉塞板の上流側の領域に集中的に堆積する。言い換えると、当該領域以外における塵埃の堆積を抑制することができる。その結果、メッシュ状フィルタの全面が空気（塵埃）に曝されている場合に比べて、メッシュ状フィルタの全体に目詰まりが生じる時期を遅らせることができる。

本発明の第八の態様によれば、フィルタ装置は、前記フレームの下側に設けられ、前記メッシュ状フィルタが捕捉した塵埃を貯留する貯留部をさらに備えてもよい。

この構成によれば、メッシュ状フィルタに捕捉された塵埃の大部分は、当該メッシュ状フィルタの表面に留まることなく下方に落下し、貯留部に貯留される。その結果、メッシュ状フィルタ自体に付着・保持される塵埃の量を低減することができる。これにより、メッシュ状フィルタに目詰まりが生じる時期を遅らせることができる。さらに、貯留部のみを交換したり、貯留された塵埃を除去して再度装着したりすることで、フィルタ装置の耐用期間をさらに伸ばすことができる。

本発明によれば、より長い耐用期間を有するフィルタ装置を提供することができる。

本発明の第一実施形態に係るディーゼルエンジンの構成を示す模式図である。 本発明の第一実施形態に係るフィルタ装置の外観を示す斜視図である。 本発明の第一実施形態に係るフィルタ装置の構成を示す断面図である。 本発明の第二実施形態に係るフィルタ装置の構成を示す断面図である。 本発明の第三実施形態に係るフィルタ装置の構成を示す断面図である。 本発明の第四実施形態に係るフィルタ装置の構成を示す断面図である。

［第一実施形態］
本発明の第一実施形態について、図１から図３を参照して説明する。図１に示すように、本実施形態に係るフィルタ装置１は、ディーゼルエンジン１００に適用されるものである。具体的には、ディーゼルエンジン１００は、吸気部９１と、エンジン本体９２と、排気部９３と、を備えている。

吸気部９１は、外部の空気（外気）をエンジン本体９２に対して取り込む管である。吸気部９１の入口側には、フィルタ装置１が設けられている。フィルタ装置１は、外気中を浮遊する塵埃（火山灰等を含む）を捕捉・除去するために取り付けられている。フィルタ装置１の構成については後述する。

詳しくは図示しないが、エンジン本体９２は、吸気部９１から取り込まれた空気が流入する燃焼室と、燃焼室に液体燃料を供給する燃料噴射器と、往復運動することで燃焼室の容積を変化させるピストンと、ピストンに連結された回転軸と、を主に備えている。燃焼室内に流入した空気と液体燃料をピストンによって圧縮することで液体燃料が自然発火し、燃焼室内で爆発が生じる。この爆発により、ピストンは往復運動する。このような動作が連続することで、回転軸に回転運動が与えられる。回転運動は、回転軸の軸端から取り出されて発電機等の外部機器を駆動するために用いられる。

排気部９３は、エンジン本体９２における燃料の燃焼に伴って発生した排気ガスを外部に排出するために設けられている。排気部９３には、ＮＯｘ等を化学的に除去する触媒装置や、塵埃等を物理的に捕捉するフィルタ等が取り付けられていてもよい。

次に、本実施形態に係るフィルタ装置１について、図２及び図３を参照して説明する。フィルタ装置１は、フレーム２と、メッシュ状フィルタ４と、前面閉塞板３０Ａと、背面閉塞板３０Ｂと、を備えている。

フレーム２は正面視で矩形をなしている。フレーム２は、水平方向（幅方向）に延びる一対の横枠１１と、これら横枠１１同士を上下方向に接続する縦枠１２と、を有している。一対の横枠１１、及び一対の縦枠１２によって囲まれた領域は、メッシュ状フィルタ４が収容されるフィルタ収容空間１３とされている。

フレーム２は、上述のディーゼルエンジン１００の吸気部９１の入口部に隙間なく取り付けられる。即ち、フィルタ収容空間１３は空気の流れ方向Ｄｆにおける両側に開口している。以降の説明では、フィルタ装置１を基準として、空気が流れて来る側を上流側と呼び、空気が流れ去る側を下流側と呼ぶ。上記フィルタ収容空間１３の上流側の開口は前面開口部１３Ａとされ、下流側の開口は背面開口部１３Ｂとされている（図３参照）。なお、図２では、図示を簡略化するため、流れ方向Ｄｆにおけるフレーム２の寸法を実際よりも小さく描画している。

フレーム２は、例えばアルミニウム等の比較的軽量の金属材料で形成されていることが望ましい。さらなる軽量化を図る場合には、フレーム２をＣＦＲＰ（Carbon Fiber Reinforced Plastic）によって形成することも可能である。

図３は、空気の流れ方向Ｄｆを含む面におけるフィルタ装置１の断面図である。同図に示すように、フレーム２内（フィルタ収容空間１３）には、メッシュ状フィルタ４が収容されている。メッシュ状フィルタ４は、フレーム２のフィルタ収容空間１３の全体を覆っている。メッシュ状フィルタ４は、金属製の網によって形成されている。メッシュ状フィルタ４の目数は、１００メッシュ以上であることが望ましい。即ち、このメッシュ状フィルタ４は、１００μｍよりも大きな粒径を有する塵埃（火山灰等）を通過させることなく、捕捉することができる。

メッシュ状フィルタ４は、鉛直方向に直交する断面視でジグザグ状をなしている。より詳細には、メッシュ状フィルタ４には、フレーム２の横枠１１が延びる方向（幅方向）である第一方向Ｄ１の一方側から他方側に向かうにしたがって、空気の流れ方向Ｄｆの上流側と下流側とを交互に往復するように幅方向に延びる波状部４１が形成されている。波状部４１は、上流側から見て該上流側に突出する山部と下流側に凹む谷部とが、幅方向に互いに交互に配置された構成をなしている。山部と谷部とはそれぞれメッシュ状フィルタ４の上下方向に延びるように形成されている。メッシュ状フィルタ４は、上記のフィルタ収容空間１３の全体を占有している。

なお、本実施形態において、空気の流れ方向Ｄｆ、及び第一方向Ｄ１はいずれも水平方向に延びているものとして説明する。さらに、空気の流れ方向Ｄｆ、及び第一方向Ｄ１に交差（直交）する方向である鉛直方向を第二方向Ｄ２と呼ぶ。

フレーム２の前面開口部１３Ａには、前面閉塞板３０Ａが設けられている。前面閉塞板３０Ａは、前面開口部１３Ａの一部のみを覆う板状の部材である。より具体的には、前面閉塞板３０Ａは、第二方向Ｄ２における前面開口部１３Ａの一方側（上側）の領域のみを覆っている。前面開口部１３Ａにおける前面閉塞板３０Ａに覆われた領域は前面閉塞領域Ａ１とされている。前面開口部１３Ａにおける閉塞領域Ａ１を除く領域（即ち、前面閉塞板３０Ａに覆われていない領域）は前面非閉塞領域Ａ２とされている。本実施形態では、第二方向Ｄ２における前面閉塞領域Ａ１の寸法は、第二方向Ｄ２における前面開口部１３Ａの寸法の１／２である。即ち、前面閉塞板３０Ａは、前面開口部１３Ａの半分の面積を覆っている。

フレーム２の背面開口部１３Ｂには、背面閉塞板３０Ｂが設けられている。背面閉塞板３０Ｂは、背面開口部１３Ｂの一部のみを覆う板状の部材である。より具体的には、背面閉塞板３０Ｂは、第二方向Ｄ２における背面開口部１３Ｂの他方側（下側）の領域のみを覆っている。背面開口部１３Ｂにおける背面閉塞板３０Ｂに覆われた領域は背面閉塞領域Ｂ１とされている。背面開口部１３Ｂにおける背面閉塞領域Ｂ１を除く領域（即ち、前面閉塞板３０Ａに覆われていない領域）は背面非閉塞領域Ｂ２とされている。本実施形態では、第二方向Ｄ２における背面閉塞領域Ｂ１の寸法は、第二方向Ｄ２における背面開口部１３Ｂの寸法の１／２である。即ち、背面閉塞板３０Ｂは、背面開口部１３Ｂの半分の面積を覆っている。

前面閉塞板３０Ａの第二方向Ｄ２他方側の端縁３０ａと、背面閉塞板３０Ｂの第二方向Ｄ１一方側の端縁３０ｂとは、第二方向Ｄ２において同一の位置にある。前面閉塞板３０Ａの第二方向Ｄ２他方側の端縁３０ａ、及び背面閉塞板３０Ｂの第二方向Ｄ２一方側の端縁３０ｂは、いずれも第一方向Ｄ１に延びている。言い換えると、第二方向Ｄ２における前面閉塞板３０Ａ、及び背面閉塞板３０Ｂの寸法は、第一方向Ｄ１の全域にわたって同一である。なお、ここで言う「同一」とは、必ずしも厳密な同一を意味するものに限られず、製造上の誤差や公差は許容される。

続いて、本実施形態に係るディーゼルエンジン１００、及びフィルタ装置１の作用について説明する。ディーゼルエンジン１００を駆動することにより、空気が吸気部９１を通じてエンジン本体９２に取り込まれる。ここで、本実施形態に係るフィルタ装置１は、火山噴火に伴う降灰が生じる地域で使用されることを想定している。即ち、フィルタ装置１の上流側から流れて来る空気には、火山灰等の塵埃が含まれている。このような塵埃は、フィルタ装置１によって除去される。

フィルタ装置１の内部における空気、及び塵埃の挙動について、図３を参照して説明する。なお、以降の説明では、フィルタ装置１中で生じる連続的な空気の流れを便宜的に複数に分けて、それぞれ符号を付している。図３に示すように、フィルタ装置１に対して前面開口部１３Ａにおける前面非閉塞領域Ａ２を通じて塵埃を含む空気の流れＦ１が導入される。前面非閉塞領域Ａ２を通じて、流れＦ１はメッシュ状フィルタ４の第二方向Ｄ２他方側（即ち、鉛直方向における下側）の領域を、上流側から下流側に向かって流れる。その中途で、流れＦ１はメッシュ状フィルタ４の波状部４１に接触する。この時、流れＦ１に含まれる塵埃（火山灰を含む）の少なくとも一部の成分がメッシュ状フィルタ４によって捕捉され、堆積領域Ｖ１を形成する。堆積領域Ｖ１は、上流側から下流側に向かうに従って第二方向における寸法（即ち、高さ）が大きくなる。残余の塵埃を含む流れＦ２は背面閉塞板３０Ｂに向かって流れる。

背面閉塞板３０Ｂに到達した流れＦ２は、当該背面閉塞板３０Ｂにぶつかることで向きを変える。具体的には、背面閉塞板３０Ｂに案内された流れＦ２は、第二方向Ｄ２における他方側から一方側に向かって（鉛直下方から上方に向かって）流れる。即ち、メッシュ状フィルタ４の表面に対して直交する方向ではなく、当該表面に沿う方向（表面に平行な方向）に流れる。この時、流れＦ２に含まれる塵埃は、メッシュ状フィルタ４に捕捉された後、重力によって鉛直下方に落下し、上述の堆積領域Ｖ１に堆積する。

流れＦ２は第二方向Ｄ２における他方側から一方側に向かって流れた後、背面開口部１３Ｂにおける背面非閉塞領域Ｂ２に到達する。この時、流れＦ２の一部の成分Ｆ２´は背面非閉塞領域Ｂ２を通じてフィルタ装置１の外部に排出される。流れＦ２の全成分のうち、上記の成分Ｆ２´を除く成分は、フレーム２における上側の横枠１１にぶつかることで流れの向きを変え、下流側から上流側に向かって流れる流れＦ３を形成する。この時、メッシュ状フィルタ４と上側の横枠１１とが形成する下流側の隅部Ｃ１では流速が小さくなることから、流れＦ２，Ｆ３に含まれる塵埃は当該隅部Ｃ１に堆積し、堆積領域Ｖ２を形成する。なお、重力によって塵埃が下方に落下することから、この堆積領域Ｖ２の大きさは上述の堆積領域Ｖ１の大きさに比べて小さい。

その後、流れＦ３は前面閉塞板３０Ａに対して下流側からぶつかることで向きを変え、第二方向Ｄ２における一方側から他方側（即ち、鉛直方向における上側から下側）に向かって流れる流れＦ４となる。この時、メッシュ状フィルタ４と上側の横枠１１とが形成する上流側の隅部Ｃ２では流速が小さくなることから、流れＦ３，Ｆ４に含まれる塵埃は当該隅部Ｃ２に堆積し、堆積領域Ｖ３を形成する。なお、重力によって塵埃が下方に落下することから、この堆積領域Ｖ３の大きさは上述の堆積領域Ｖ１の大きさに比べて小さい。

さらに流れＦ４は、第二方向Ｄ２一方側から他方側に流れた後、前面非閉塞領域Ａ２を通じて導入された空気の流れＦ１に合流して、背面非閉塞領域Ｂ２を通じて外部に排出される。フィルタ装置１の内部では、これら空気の流れＦ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４が連続的に発生する。即ち、フィルタ装置１の内部では、流れＦ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４を含む旋回流が形成される。旋回流は、第一方向Ｄ１に延びる旋回軸を中心として旋回する。旋回軸は、第二方向Ｄ２における前面閉塞領域Ａ１の中央部であって、空気の流れ方向Ｄｆにおけるメッシュ状フィルタ４の中央部を含む領域に形成される。この旋回軸を含む領域（即ち、旋回流の淀み点を含む領域）にも塵埃が堆積し、堆積領域Ｖ４を形成する。堆積領域Ｖ４は、第一方向Ｄ１に互いに隣り合うメッシュ状フィルタ４の表面上にそれぞれ形成される。なお、重力によって塵埃が下方に落下することから、この堆積領域Ｖ４の大きさは上述の堆積領域Ｖ１の大きさに比べて小さい。

以上、説明したように、本実施形態に係る構成によれば、前面閉塞板３０Ａ、及び背面閉塞板Ｂが設けられていることにより、メッシュ状フィルタ４の内部では、第一方向Ｄ１に延びる旋回軸を中心とする旋回流が形成される。旋回流は、メッシュ状フィルタ４の広がる方向（第二方向Ｄ２）に対して平行に流れる。さらに、前面閉塞板３０Ａ、及び背面閉塞板Ｂが設けられていることにより、メッシュ状フィルタ４の全面積のうち、空気の流れに直接的に曝される面積が低減される。その結果、空気がメッシュ状フィルタ４に対して垂直に流れ込み、かつメッシュ状フィルタ４の全面が空気に曝されている場合に比べて、メッシュ状フィルタ４に目詰まりが生じる時期を遅らせることができる。従って、フィルタ装置１の耐用期間をさらに長くすることができる。

さらに、本実施形態に係る構成によれば、前面閉塞板３０Ａの第二方向Ｄ２他方側の端縁３０ａは、背面閉塞板３０Ｂの第二方向Ｄ２一方側の端縁３０ｂと第二方向Ｄ２において同一の位置にある。即ち、前面開口部１３Ａにおける第二方向Ｄ２一方側の領域（即ち、前面非閉塞領域Ａ２）、及び背面開口部における第二方向Ｄ２他方側の領域（即ち、背面非閉塞領域Ｂ２）の面積を互いに均等にすることができる。その結果、前面閉塞板３０Ａ、及び背面閉塞板３０Ｂによって形成される旋回流を形成することと、メッシュ状フィルタ４による圧力損失を低減することとを、バランス良く両立することができる。

加えて、本実施形態に係る構成によれば、前面閉塞板３０Ａは前面開口部１３Ａの上側の領域のみを閉塞し、背面閉塞板３０Ｂは背面開口部１３Ｂの下側の領域のみを閉塞する。その結果、空気に含まれる塵埃の大部分は、メッシュ状フィルタ４に捕捉された後、重力によって下方に落下して背面閉塞板３０Ｂの上流側の領域（堆積領域Ｖ１）に集中的に堆積する。言い換えると、堆積領域Ｖ１以外の領域における塵埃の堆積を抑制することができる。その結果、メッシュ状フィルタ４の全体に目詰まりが生じる時期を遅らせることができる。

以上、本発明の第一実施形態について説明した。なお、本発明の要旨を逸脱しない限りにおいて、上記の構成に種々の変更や改修を施すことが可能である。例えば、上記実施形態では、前面閉塞板３０Ａが鉛直方向上側に設けられ、背面閉塞板３０Ｂが鉛直方向下側に設けられている例について説明した。しかしながら、前面閉塞板３０Ａ、及び背面閉塞板３０Ｂの設けられる位置はこれに限定されない。他の例として、前面閉塞板３０Ａが鉛直方向下側に設けられ、背面閉塞板３０Ｂが鉛直方向上側に設けられている構成を採ることも可能である。

［第二実施形態］
次に、本発明の第二実施形態について、図４を参照して説明する。なお、上記第一実施形態と同様の構成については同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。図４に示すように、本実施形態では、前面閉塞板２３０Ａの第二方向Ｄ２他方側の端縁２３０ａは、背面閉塞板２３０Ｂの第二方向Ｄ２一方側の端縁２３０ｂと第二方向Ｄ２において互いに離間している。さらに、流れ方向Ｄｆにおけるメッシュ状フィルタ４の寸法Ｌ１は、第二方向Ｄ２における背面閉塞板３０Ｂの寸法Ｌ２よりも小さい。

この構成によれば、前面開口部１３Ａにおける第二方向Ｄ２一方側の領域（即ち、前面非閉塞領域Ａ２）、及び背面開口部１３Ｂにおける第二方向Ｄ２他方側の領域（即ち、背面非閉塞領域Ｂ２）の面積を大きく確保することができる。特に、第二方向Ｄ２において、これら前面非閉塞領域Ａ２と背面非閉塞領域Ｂ２とが重なる。その結果、流れ方向Ｄｆにおける空気の流れの成分をより大きくすることができる。したがって、メッシュ状フィルタ４による塵埃の捕捉性能を維持しつつ、当該メッシュ状フィルタ４による圧力損失を低減することができる。

さらに、この構成によれば、第二方向Ｄ２における背面閉塞板２３０Ｂの寸法Ｌ２を、流れ方向Ｄｆにおけるメッシュ状フィルタ４の寸法Ｌ１に対して大きく確保することができる。これにより、上流側から流れ込んだ空気を、背面閉塞板２３０Ｂによって第二方向Ｄ２一方側に向かって効率的に案内することができる。その結果、メッシュ状フィルタ４の内部における旋回流の形成を促進することができる。

以上、本発明の第二実施形態について説明した。なお、本発明の要旨を逸脱しない限りにおいて、上記の構成に種々の変更や改修を施すことが可能である。例えば、上記実施形態では、前面閉塞板２３０Ａが鉛直方向上側に設けられ、背面閉塞板２３０Ｂが鉛直方向下側に設けられている例について説明した。しかしながら、前面閉塞板２３０Ａ、及び背面閉塞板２３０Ｂの設けられる位置はこれに限定されない。他の例として、前面閉塞板２３０Ａが鉛直方向下側に設けられ、背面閉塞板２３０Ｂが鉛直方向上側に設けられている構成を採ることも可能である。

［第三実施形態］
続いて、本発明の第三実施形態について、図５を参照して説明する。なお、上記の各実施形態と同様の構成については同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。図５に示すように、本実施形態では、第二方向Ｄ２において、前面閉塞板３３０Ａと背面閉塞板３３０Ｂとが互いに重なっている。即ち、前面閉塞板３３０Ａの第二方向Ｄ２他方側の端縁３３０ａは、背面閉塞板３３０Ｂの第二方向Ｄ２一方側の端縁３３０ｂよりも、第二方向Ｄ２他方側に位置している。さらに、流れ方向Ｄｆにおけるメッシュ状フィルタ４の寸法Ｌ１´は、第二方向Ｄ２における背面閉塞板３０Ｂの寸法Ｌ２´よりも大きい。

この構成によれば、前面閉塞板３３０Ａと背面閉塞板３３０Ｂとが互いに重なる分だけ、第二方向Ｄ２における前面閉塞板３３０Ａ、及び背面閉塞板３３０Ｂの寸法を大きく確保することができる。即ち、上流側から流れ込んだ空気を、前面閉塞板３３０Ａ、及び背面閉塞板３３０Ｂによってさらに効率的に案内することができる。その結果、メッシュ状フィルタ４の内部にさらに安定的な旋回流を形成することができる。

さらに、この構成によれば、メッシュ状フィルタ４の寸法Ｌ１´が、第二方向Ｄ２における背面閉塞板３３０Ｂの寸法Ｌ２´よりも十分に大きいことから、前面開口部１３Ａから背面閉塞板３３０Ｂに到達するまでの間に、空気がメッシュ状フィルタ４に触れる面積を大きく確保することができる。その結果、空気に含まれる塵埃をメッシュ状フィルタ４によって効率的に捕捉することができる。

以上、本発明の第三実施形態について説明した。なお、本発明の要旨を逸脱しない限りにおいて、上記の構成に種々の変更や改修を施すことが可能である。例えば、上記実施形態では、前面閉塞板３３０Ａが鉛直方向上側に設けられ、背面閉塞板３３０Ｂが鉛直方向下側に設けられている例について説明した。しかしながら、前面閉塞板３３０Ａ、及び背面閉塞板３３０Ｂの設けられる位置はこれに限定されない。他の例として、前面閉塞板３３０Ａが鉛直方向下側に設けられ、背面閉塞板３３０Ｂが鉛直方向上側に設けられている構成を採ることも可能である。

［第四実施形態］
次いで、本発明の第四実施形態について、図６を参照して説明する。なお、上記の各実施形態と同様の構成については同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。図６に示すように、本実施形態では、フレーム２における下側の横枠１１のさらに下側に、メッシュ状フィルタ４が捕捉した塵埃を貯留する貯留部Ｓが設けられている。貯留部Ｓは箱状をなしている。貯留部Ｓは、横枠１１に形成された貫通孔Ｈを通じてフィルタ収容空間１３と連通している。メッシュ状フィルタ４によって捕捉された塵埃は、貫通孔Ｈを通じてフレーム２（下側の横枠１１）の下方に落下し、貯留部Ｓに貯留される。なお、貯留部Ｓは横枠１１に対して着脱可能であることが望ましい。

この構成によれば、メッシュ状フィルタ４に捕捉された塵埃の大部分は、当該メッシュ状フィルタ４の表面に留まることなく鉛直下方に落下し、貯留部Ｓに貯留される。その結果、メッシュ状フィルタ４自体に付着・保持される塵埃の量を低減することができる。これにより、メッシュ状フィルタ４に目詰まりが生じる時期を遅らせることができる。さらに、貯留部Ｓがフレーム２に対して着脱可能である場合、貯留部Ｓのみを交換したり、貯留された塵埃を除去して再度装着したりすることで、フィルタ装置１の耐用期間をさらに伸ばすことができる。

１…フィルタ装置
２…フレーム
４…メッシュ状フィルタ
１１…横枠
１２…縦枠
１３…フィルタ収容空間
１３Ａ…前面開口部
１３Ｂ…背面開口部
３０Ａ，２３０Ａ，３３０Ａ…前面閉塞板
３０Ｂ，２３０Ｂ，３３０Ｂ…背面閉塞板
３０ａ，２３０ａ，３３０ａ，３０ｂ，２３０ｂ，３３０ｂ…端縁
４１…波状部
９１…吸気部
９２…エンジン本体
９３…排気部
１００…ディーゼルエンジン
Ａ１…前面閉塞領域
Ａ２…前面非閉塞領域
Ｂ１…背面閉塞領域
Ｂ２…背面非閉塞領域
Ｄ１…第一方向
Ｄ２…第二方向
Ｄｆ…空気の流れ方向
Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４…空気の流れ
Ｈ…貫通孔
Ｓ…貯留部
Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４…堆積領域

Claims (8)

1. 空気の流れ方向の上流側に開口する前面開口部と、前記流れ方向の下流側に開口する背面開口部とを有するフレームと、
   前記フレーム内に設けられて、前記流れ方向に交差する第一方向一方側から他方側に向かうにしたがって前記流れ方向の上流側と下流側とを往復するように延びる波状部が形成されたメッシュ状フィルタと、
   前記フレームの前記前面開口部における前記流れ方向及び前記第一方向に交差する第二方向一方側の領域のみを閉塞する前面閉塞板と、
   前記フレームの前記背面開口部における前記第二方向他方側の領域のみを閉塞する背面閉塞板と、
   を備えるフィルタ装置。
2. 前記前面閉塞板の前記第二方向他方側の端縁は、前記背面閉塞板の前記第二方向一方側の端縁と前記第二方向において同一の位置にある請求項１に記載のフィルタ装置。
3. 前記前面閉塞板の前記第二方向他方側の端縁は、前記背面閉塞板の前記第二方向一方側の端縁と前記第二方向において離間している請求項１に記載のフィルタ装置。
4. 前記流れ方向における前記メッシュ状フィルタの寸法は、前記第二方向における前記背面閉塞板の寸法よりも小さい請求項３に記載のフィルタ装置。
5. 前記第二方向において、前記前面閉塞板と前記背面閉塞板とが互いに重なっている請求項１に記載のフィルタ装置。
6. 前記流れ方向における前記メッシュ状フィルタの寸法は、前記第二方向における前記背面閉塞板の寸法よりも大きい請求項５に記載のフィルタ装置。
7. 前記流れ方向は水平方向であり、
   前記第二方向は鉛直方向であり、
   前記前面閉塞板は、前記前面開口部における鉛直方向の上側の領域のみを閉塞し、
   前記背面閉塞板は、前記背面開口部における鉛直方向の下側の領域のみを閉塞する請求項１から６のいずれか一項に記載のフィルタ装置。
8. 前記フレームの下側に設けられ、前記メッシュ状フィルタが捕捉した塵埃を貯留する貯留部をさらに備える請求項７に記載のフィルタ装置。

Images